Reazione nucleare nelle stelle La fusione nucleare La Fusione Nucleare consiste nel fondere due nuclei leggeri per formarne uno pesante. Il processo è analogo a quello che avviene nel Sole e nelle stelle ed è stato prodotto fin dal 1952 artificialmente anche sulla Terra. Oltre alla formazione di nuovi elementi, la fusione nucleare comporta la formazione di una grandissima quantità di energia. Per poter fondere due nuclei bisogna avvicinarli vincendo la forza di repulsione che esiste tra i protoni. Per far sì che la fusione avvenga, sono necessarie temperature elevatissime, fornite per esempio dall’esplosione di una bomba atomica.

Dalla fusione nucleare si ottiene un'enorme quantità di energia, dovuta al difetto di massa: una volta che i due atomi si fondono, la loro massa non è pari alla somma delle masse dei due nuclei, ma minore. La differenza tra la somma delle masse di partenza e la massa finale si è convertita in energia seguendo la legge di Einstein, la quale afferma che l'energia prodotta è uguale alla massa per il quadrato della costante c(velocità della luce: 300.000 km/s). Gli elementi più idonei per la fusione sono gli isotopi dell'idrogeno(Deuterio e Trizio), che dalla loro fusione si forma un atomo di elio ed un neutrone libero. L'importanza della Fusione non consiste solo nell'energia prodotta, che risulta essere maggiore di quella della fissione nucleare, ma consiste nel fatto che è un’ energia pura ovvero i prodotti della fusione non sono radioattivi come quelli della fissione. Inoltre l'idrogeno è un elemento che sul nostro pianeta si può trovare facilmente e con i minimi costi(si pensi al mare che ne è pieno). La prima teoria sulla fusione nucleare fu elaborata dal fisico Hans Bethe nel 1938 in base allo studio del Sole. Infatti per spiegare gli elementi chimici prodotti all'interno del sole c'era un unico modo ed era quello della fusione tra protoni e nuclei. Per questa sua teoria vinse il Nobel nel 1967, e nel 1983 ci fu un altro Nobel in questo campo per l'astrofisico americano William Fowler che approfondì lo studio delle reazioni nucleari nelle stelle.

Nucleosintesi stellare La nucleosintesi stellare è il termine che indica collettivamente le reazioni nucleari che avvengono all'interno di una stella,con l'effetto di produrre i nuclei degli elementi. Nelle stelle vengono prodotti tutti gli elementi chimici tranne l’ idrogeno, che fa da carburante iniziale. L’ elio,benché prodotto in quantità, è già presente nell‘ Universo in grandi percentuali, e l'aggiunta da parte delle stelle è piccola. Per tutti gli altri elementi, compresa la grande maggioranza degli atomi che compongono il nostro pianeta, assenti o presenti in quantità trascurabili nel gas interstellare, le stelle sono le principali responsabili della loro esistenza. In particolare le stelle di grande massa producono le quantità più grandi di elementi fino al ferro-56, mentre gli elementi più pesanti possono essere prodotti in un'esplosione di supernova, che avviene alla fine della vita di una stella di grande massa. Per dare un'idea intuitiva del processo, la fusione nucleare che avviene al centro del Sole è quasi la stessa di quella di una bomba H. In effetti una stella è un'esplosione atomica continua, contenuta dal suo stesso peso, o equivalentemente un reattore a fusione nucleare. All'interno del Sole vengono fuse 600 milioni di tonnellate di idrogeno al secondo, e di queste 4 milioni di tonnellate vengono convertite in energia pura, secondo la famosa equazione di Einstein E=mc². Tali reazioni furono scoperte in un lungo arco di tempo che iniziò all'inizio del XX secolo, quando gli astrofisici si resero conto per la prima volta che l'energia delle reazioni di fusione nucleare erano responsabili della longevità del Sole come fonte di calore e luce. Le spiegazioni precedenti (combustibile chimico, contrazione gravitazionale) erano inadeguate per spiegare l'età di 4,5 miliardi di anni della nostra stella.

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